[发明专利]一种提高LED亮度的外延生长方法

摘要

本申请公开了一种提高LED亮度的外延生长方法，包括步骤：处理蓝宝石衬底；生长低温缓冲层；生长不掺杂Si的GaN层；生长掺杂Si的N型GaN层；生长掺杂Si的N型GaN层；生长应力释放层；生长发光层；生长掺杂Mg、Al的P型GaN层；生长高温掺杂Mg的P型GaN层；最后降温至650-680℃，保温20-30min，关闭加热系统和给气系统，随炉冷却。本发明由于周期性生长了nInN/nGaN超晶格层作为应力释放出，有效的释放了生长的发光层内部的应力，提高了空穴和电子的复合效率，进而提高内部量子效率。

主权项

一种提高LED亮度的外延生长方法，其特征在于，包括步骤：处理蓝宝石衬底；生长低温缓冲层；生长不掺杂Si的GaN层；生长掺杂Si的N型GaN层：保持反应腔温度1000‑1200℃，保持反应腔压力300‑600mbar，通入流量为30000‑60000sccm的NH3、200‑400sccm的TMGa、100‑130L/min的H2、20‑50sccm的SiH4，持续生长3‑4μm掺杂Si的N型GaN层，Si掺杂浓度5×10¹⁸atoms/cm³‑1×10¹⁹atoms/cm³；生长掺杂Si的N型GaN层：保持反应腔温度1000‑1200℃，保持反应腔压力300‑600mbar，通入流量为30000‑60000sccm的NH3、200‑400sccm的TMGa、100‑130L/min的H2、2‑10sccm的SiH4，持续生长200‑400nm掺杂Si的N型GaN，Si掺杂浓度5×10¹⁷atoms/cm³‑1×10¹⁸atoms/cm³；生长应力释放层：保持反应腔压力300‑400mbar、温度750‑850℃，通入流量为50000‑70000sccm的NH3、20‑40sccm的TMGa、5‑10sscm的SiH4、1500‑2000sccm的TMIn、100‑130L/min的N2，周期生长掺杂Si的nInN/nGaN超晶格层作为应力释放层；生长发光层：保持反应腔压力300‑400mbar、温度700‑750℃，通入流量为50000‑70000sccm的NH3、20‑40sccm的TMGa、1500‑2000sccm的TMIn、100‑130L/min的N2，生长掺杂In的2.5‑3.5nmInxGa(1‑x)N层，所述x在0.20‑0.25之间，发光波长450‑455nm；升高温度750‑850℃，保持反应腔压力300‑400mbar，通入流量为50000‑70000sccm的NH3、20‑100sccm的TMGa、100‑130L/min的N2，生长8‑15nmGaN层；然后重复生长InxGa(1‑x)N层，重复生长GaN层，交替生长InxGa(1‑x)N/GaN发光层，控制周期数为7‑15；生长掺杂Mg、Al的P型GaN层：保持反应腔压力200‑400mbar、温度900‑950℃，通入流量为50000‑70000sccm的NH3、30‑60sccm的TMGa、100‑130L/min的H2、100‑130sccm的TMAl、1000‑1300sccm的Cp2Mg，持续生长50‑100nm的掺杂Mg、Al的P型GaN层，Al掺杂浓度1×10²⁰atoms/cm³‑3×10²⁰atoms/cm³，Mg掺杂浓度1×10¹⁹atoms/cm³‑1×10²⁰atoms/cm³；生长高温掺杂Mg的P型GaN层：保持反应腔压力400‑900mbar、温度950‑1000℃，通入流量为50000‑70000sccm的NH3、20‑100sccm的TMGa、100‑130L/min的H2、1000‑3000sccm的Cp2Mg，持续生长50‑100nm的高温掺杂Mg的P型GaN层，Mg掺杂浓度1×10¹⁹atoms/cm³‑1×10²⁰atoms/cm³；最后降温至650‑680℃，保温20‑30min，关闭加热系统和给气系统，随炉冷却。